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中国制造解出“压轴题”重要,答对“基础题”也很重要

作者:顾学文2023.03.16阅读 1857

  从制造大国迈向制造强国,中国制造需要攻克“卡脖子”技术关,实现关键技术的自主创新。这似乎已成国人共识。
  上海交通大学中国质量发展研究院客座研究员、全球产业观察者林雪萍认为:解出“压轴题”固然重要,答对“基础题”也重要,甚至更重要。制造业的“基础题”就是“质量”。
  “质量”一词,人们耳熟能详,但人们对它真的有很深入的了解吗?答案是未必。林雪萍在其新著《质量简史》中,以制造业发展为背景,回溯现代质量理念的变迁路径,结合大师理论与经典案例,提炼质量的核心内涵,以冀对当下中国制造业及其他行业的发展带来启思。
  质量概念有多个维度,无法被某个简单定义所概括
  顾学文:“质量”一词耳熟能详,但究竟何谓“质量”?
  林雪萍:这个问题看似简单,其实很难回答。质量具有时代属性,在不同的历史时期,从不同的角度出发,质量就会有不同的定义。
  1931年,被誉为统计质量控制之父的休哈特博士,出版专著《工业产品质量的经济控制》,书名就非常明确地指出,质量的定义中至少包含了经济学。美国质量管理大师戴明也是如此,他将自己的著作命名为《新经济学》,在他看来,产品品质就是“用最经济的手段,制造出市场最有用的制品”。1974年,美国的朱兰博士定义质量就是“适用性”,是否“适用”由用户来评判。5年之后,“零缺陷之父”克劳士比将质量定义为“符合要求”。1983年,“全面质量管理之父”费根堡姆博士指出,“品质绝不是最好的,它只是在某些条件下的最好,这些条件是产品的价格,以及实际的用途。”在日本,“实验设计之父”田口玄一博士认为,产品上市后给社会造成的损失的大小能直接反映产品质量的高低,凸显了质量与经济性的紧密结合。另一位日本质量管理大师石川馨博士认为,“品质是一种能令消费者或使用者满足并且乐意购买的特质。规格标准不是决策的最终来源,客户满意才是”。“魅力质量”的创始人狩野纪昭博士提出,质量是“符合或超越顾客期待的产品及服务”。
  以上还只是“质量”众多定义中的部分,但已经足以说明:大多数对质量的概念界定,或是从用户的角度出发,认为产品的质量就是产品适用性,以“适合”顾客需要的程度作为衡量的依据;或是从生产者的角度出发,强调符合工程和制造规格要求,以“符合”现行标准的程度作为衡量依据。
  1999年,朱兰博士在第五版《朱兰质量手册》中还提出了“小质量”和“大质量”的概念。“小质量”将质量视为技术范畴,仅关注产品质量;“大质量”是一个综合概念,将质量与商业范畴联系在一起,关注组织所有过程的改进,将战略、质量、成本、价格、生产力、服务和人力资源、能源及环境等一并进行考虑。
  国际标准化组织(iso)总结质量的不同概念并加以归纳提炼,当然,这种归纳提炼本身也在不断变化。2000年的版本中,将质量定义为“一组固有特性满足要求的程度”。2015年的定义变为,“一个关注质量的组织倡导一种文化,其结果导致其行为、态度、活动和过程,它们通过满足顾客和其他相关方的需求和期望创造价值。”这一定义既反映了要符合标准的要求,也反映了要满足顾客的需要,是一种广义的质量概念。我国国家标准gb/t19000:2016(等同于国际标准iso9001:2015)采用了这一定义。
  说到底,质量定义并不那么重要,重要的是质量思维。
  顾学文:质量概念的变化,背后是质量思维的变化。
  林雪萍:是的。自从工业化大规模生产以来,质量成为制造最重要的伴生品。
  在手工业时代,产品基本是由工匠和作坊进行单件或者小批量生产的,当时的人们并非对质量没有要求,但它与现代意义上的质量是不同的。在手工业时代,很多产品都不用测量,好用、够用就可以。
  1776年,詹姆斯·瓦特造出第一台真正有实用价值的蒸汽机,可是,当瓦特蒸汽机带着澎湃动力进入工厂的时候,一个问题出现了:不同的零部件如何能够被严丝合缝地安装在一起?所以,第一次工业革命的主角不只是能源动力,还有一个“隐形英雄”:测量。当时,一把复杂的锁需要百来个不同的零部件,需要精确的制造机器和精确的测量工具,亨利·莫兹利为锁具制造商发明了全机械自动化机床,还发明了测微计。这应该是人类工业史上最早的精准计量仪表,它的名字叫“大法官”,真是物如其名。
  有了精确的测量,实现零部件的互换性成为可能。这个需求首先出现在国防军工行业。在第一次工业革命时代,士兵的长枪是手工制造的,一枪一造,不同的人造出来的枪是不一样的,不仅制造时费时费力,而且使用时,只要坏了一个零件www.cechina.cn,就可能导致整支枪报废。所以,早在1800年前后,从事纺织机械制造的伊莱·惠特尼就提出了“可互换零件”的概念,虽然之后200多年里,这个问题一直没有得到很好的解决,但互换性成为质量的一个重要萌芽。
  真正继承惠特尼“互换性”衣钵的是福特。继高地公园的工厂之后,福特汽车在胭脂河河畔建设了令人惊叹的一体化工厂,工业的流水线展现了惊人的制造能力,成为美国制造系统的一部分。
  美国制造体系得以确立,根基就是大规模实现产品的“互换性”,而副产品是“稳定的质量”。至此,质量以“互换性”“可靠性”的样貌,亮相历史舞台。
  在此之后,质量的含义又经历了很多变化。时间来到2023年,质量的含义中又增加了esg的要求。esg是环境、社会和公司治理的缩写,指的是一种关注环境、社会、公司治理绩效,而非仅着重于财务绩效的价值理念、投资策略以及评价的工具。
  总之,质量是工业制造与人类文明交织发展的印记,质量内涵在不断演变。由于世界各地的制造业水平是分层的,各种质量定义都会有拥戴者。有些企业已经在战略层面上、文化层面上思考质量,也有大量企业还停留在质量的“一致性”层面。
  质量工程与质量管理,像dna双螺旋缠绕在一起
  顾学文:人们对质量的感性认知,一般是从工厂设立质检科开始的,似乎质量就是检查、检测,就是找出次品。
  林雪萍:在每个国家、地区的工业发展初期,质量检验往往是发现产品质量缺陷的最重要的手段。大工业化生产追求的是速度,当一个零件出现了瑕疵,如果不能及时识别而等它跑遍流水线的时候,最终产品就可能报废。引入流水线作业的福特汽车厂很快就注意到了这个问题,统计分析大师休哈特被请来建立系统的质量工程体系。此时 “一致性”代替“互换性”,成为“质量”的代言人。这在当时是一种巨大的进步。但时至今日,许多企业还在以“一致性”作为唯一的质量要求,就会显得有些落伍。质量远比“一致性”复杂得多,尤其是消费品制造商,需要关注用户的多种体验CONTROL ENGINEERING China版权所有,而非简单的“一致性”。
  质量检测手段一向非常重要。20世纪30年代,曾经在贝尔实验室工作的道奇和雷朋,在制造过程中引入抽样检验,尤其是道奇,他完善了抽样技术,提出的平均出货质量水平方法,后来发展为“可接受质量标准”,成为质量抽样技术的圭臬,将数理统计方法引入到质量管理中,把质量工程学从质量检验阶段推进到了统计质量控制阶段,弥补了传统质量检验方法只能事后把关的不足。在生产过程中广泛采用抽样检验的方法,再加上控制图对产品质量进行预警,质量控制的方法变得丰富了,单纯的事后检验转入两次检验、加上中场控制的阶段。
  顾学文:虽然有了数理统计的武装,但质量管理仍发生在生产和检验的环节,您在《质量简史》中称之为“死后验尸”。如何变“死后验尸”为提前预防?
  林雪萍:如何从一开始就让质量有保证?这启发人们思考前端设计对质量的重要性。于是,一个设计师转头向后看、制造工程师踮起脚尖往前看的时代来临了。
  无论是朱兰还是费根堡姆,都曾提到设计质量,但无法给出实施方法。引用《朱兰质量管理与分析》中的一句话:“人们没有时间来推敲质量策划,但是他们会有的是时间来纠正糟糕的策划所引发的错误。”
  三菱重工神户造船厂在1966年开发了质量表的雏形,将顾客需求和质量控制措施联系起来;赤尾洋二教授和水野滋教授于1972年第一次提出了“质量展开”的概念,即在开始生产前协助展开关键性的品质保证点。这是一个二传手的工作,它保证了设计意图可以在后续的生产过程中得到贯彻,以避免部门之间“隔着墙壁扔包袱”。
  在质量设计方面,田口玄一的影响巨大。他引入了数理统计方法,通过对各种工况进行试验设计,寻找质量的稳定性和可靠性。在20世纪70年代,田口将质量管理、数理统计和经济学与工程技术结合,创立了“质量工程学”,国际上称之为“田口方法”。田口的名言是,“最便宜的零件造就高品质的产品”。田口的质量理论完整了质量的含义:产品质量首先是被设计出来的,其次才是被制造出来的;最后的检验无法提高质量。这就是“事前预防、事中控制、事后分析”。
  和日本出现很多显赫的质量理论家比起来,德国制造质量界大师似乎少很多。但细看过去,德国对于质量的追求,不仅是依靠车间里精益求精的工人,还有更前端的工业设计师。德国保时捷作为顶级超级跑车制造商,创始人最初成立的却是工程咨询公司,专为汽车行业提供设计理念。公司成立不久,就为当时的大众汽车厂设计了一款谁也没想到会畅销全球的小型车——“甲壳虫”。历史上最著名的两款小型车,福特t型车和“甲壳虫”,有着根本性的不同。福特t型车用量产降低成本,从而降低售价;“甲壳虫”则是在设计之初,就坚持“被使用”的理念,设计者相当注意成本控制和日后的维修,这让它在战后欧洲广受欢迎。德国的质量追求重点是“符合性”,即制造要符合设计的要求。
  顾学文:是什么在推动质量的发展进步?
  林雪萍:在质量的发展历史中,一直有两个轮子:一个轮子是包括数理统计等工具在内的质量工程,它更多是一种技术语言;另一个轮子则是质量管理。
  谈到管理,就意味着质量是关乎人的艺术。全面质量管理,就需要推动组织文化建设,真正做到质量成为全公司的事情。质量领域最为知名的“六西格玛”法,之所以会成为众多企业家的心头好,就因为它兼顾了质量工程与质量管理。它既有强大的工具又深谙人性,借助“黑带大师”等类似游戏的激励规则来激发人的活力。
  质量推进一定要从工程和管理两个角度同时发力。质量工程就好像大写的汉字“一”,质量管理就好像阿拉伯数字“1”,两者合力,形成一个十字扳手,就可以成为有力量的质量扭矩。一个国家的制造业要崛起,离不开这样一个质量十字扳手。
  质量的管理责任CONTROL ENGINEERING China版权所有,不是要下沉到工匠www.cechina.cn,而是要上升到“一把手”
  顾学文:我们前面聊了“质量”,再来聊聊“简史”吧。您怎么想到要梳理质量历史的?
  林雪萍:这本书的诞生纯属意外。本来是为探究企业质量创新战略而撰写《新质量思维》一书,为此四处寻找素材。在翻阅了70多本质量理论书籍之后,我发现不同的理论都有各自的专注点,但缺乏一根主轴进行关联。更重要的是,质量与制造关系没有对应起来。我调研很多公司的质量体系,发现如果是单纯为抓质量而抓质量,是抓不好质量的。质量的推动,需要更大系统的建设。质量有时候是一种善果,当把设计、制造都做好之后,质量自然就好了。于是,我希望写一本这样的书,能够回答两个问题:质量的关注点从何而来,质量的推动力又是什么。
  这本书希望可以对质量做一个全景画像——当然我未必做到了;同时本书具有索引作用,如果读者想做更深入的了解,可以根据书中线索去阅读相关专著。我希望这本书能给中国的企业家、管理者和质量界的决策者提供一个全新的视角,以能更好地解决当下中国制造存在的问题。
  顾学文:谈到中国制造当下存在的问题,人们关注的焦点往往是创新力不足,技术上被卡脖子。
  林雪萍:如果把技术创新比作考卷上最后加分的“压轴题”,我认为,中国目前还没有完全做好前面占了80分的“基础题”。这个“基础题”就是质量。一些人已经形成“卡脖子思维”,凡是和国外有差距的地方,都归结为卡脖子。实际上并非如此。“卡脖子”有时候不都是卡在技术上,而是卡在产品质量的可靠性上。可靠性不足,是中国制造的一个巨大软肋。
  质量是制造永恒的旋律,中国制造需要重新审视质量思维。有些人觉得质量话题落伍了,似乎这是中层干部甚至是现场工人的事情。事实恰好相反,质量是“一把手”工程、“董事会”工程,是企业家精神的核心。质量的管理责任CONTROL ENGINEERING China版权所有,不是要下沉到工匠www.cechina.cn,而是要上升到“一把手”。
  质量流程天生不是闭环,它自有多条门路。如果某个点有堵塞,它就会绕过去,无人察觉。一个正在全力赶生产进度的主管,即使发现机器有点小故障,也不会贸然停机检修。他需要在规定时间实现产量达标。而可能的结果就是,机器本来这个月只是小毛病,下个月就变成大毛病,严重影响产品质量。主管站在局部考虑问题,并无过错,但系统来看,就是犯了大错,造成了大浪费、大问题。质量缺陷背后的漏洞,不到严重的程度,很难惊动其他部门领导,更不会惊动一把手。所以,质量是最容易被全员糊弄的,而质量部成了“背锅侠”——研发设计的缺陷、供应链采购的瑕疵、工艺指导的失误,责任最终都由质量部背。
  中国制造,需要回归“质量是一把手工程”的质量思维。虽然这种思维很传统,但对于中国很多企业家来说,依然是最重要的质量思维。与此同时,回归工厂现场很重要。日本企业强调“现地现物”,即去现场、用实物、查实情,但商学院的毕业生对此毫无兴趣。商学院培养出来的管理者,关注的是如何使用量化方法盈利,这是一种狭隘的视角。
  顾学文:工匠精神在解决中国制造问题上能起到怎样的作用?
  林雪萍:中国制造业有一个根深蒂固的误解,总是把质量问题归结于工匠精神的缺失。这其实并不完整,工匠只是制造的一个环节而已。
  勤奋的工作、高昂的状态都不能确保质量。当质量控制手段出现偏差的时候,过于努力反而会造成更多浪费。质量是由一个体系生成的,它是一把连环锁,每个参与者都只有其中一把钥匙。价值最高的是上游,设计决定了产品固有质量及可靠性水平,决定了产品成本和生命力。设计团队基于对用户需求的理解和准确诠释,赋予产品高质量、高可靠性,同时最大限度降低成本。
  制造过程中,现场人员,包括工程师和操作工,使出浑身解数,也不过是尽可能减少加工过程中的质量波动。工匠精神只能在车间做到有限的补救,但无法超过设计的质量预期。一个工匠,再高超的技能,也无法改变设计中的先天缺陷。
  将质量问题看成是工人敬业精神不足,看成是工匠精神的缺失,就会对整个系统的缺陷产生误判。
  顾学文:所以,设计始终是重中之重。
  林雪萍:以机床为例。中国机床的可靠性,一直被业界诟病。
  机床的可靠性,主要就是三个特性,静态特性、动态特性和热特性在起作用。机床的切削性能主要取决于动态特性。在德国,动态特性是机床设计的重点考虑因素。德国机床界一直得到各大高校、院所的支撑,德国斯图加特大学的机床所,曾经对几十台机床进行测试,每台机床测点200多个,形成德国机床设计的内部指南。
  这样体系化的工作,在国内非常少见。国内机床企业的技术人员,对机床动态特性基本没有概念,设计机床的时候往往注重定位精度等静态特性指标。这种观念指导下设计出来的机床,质量自然不那么靠谱。出现这种现象的根本原因在于我们缺乏对基础机理的研究,对机床特性的工程数据积累不足,也没有行业共性技术的支撑。中国机床要改变落后的局面,第一要务就是改变设计理念。否则,没有设计思维引领,即使补齐零部件的短板,整机依然造不好。
  同样,质量体系也不是简单的标准、计量、认证这些质量基础设施的硬件叠加,而是工业思维、质量意识、品质荣誉感等工业文化的软实力之和。中国涌现了一批优秀的制造商,在质量建设方面建树颇丰。如何将这些优秀群体的质量思维进行总结和普及,非常重要。当前的质量体系面临两大挑战,一是用户变得越发挑剔,如何把握用户的体验,成为产品设计的重要输入条件CONTROL ENGINEERING China版权所有,需要全新的质量理念;一是数字化技术的广泛应用,与传统的质量理论并不十分贴合。但是,数字技术也让人们可以更清楚地看到质量缺陷产生的过程,而且可以追溯上游供应商。这时候,“新质量思维”呼之欲出:既有新的数字化技术的加持,更有对质量体系的深度普及,重新熔炼中国制造的质量心智。

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